TRANSFORMACIÓN DE LOS NUTRIENTES -...

44 Capítulo 2. Transformación de los nutrientes.

Transformaciones en el sistema digestivo

En el sistema digestivo no solo se llevan a cabo procesos vinculados con la ingestión

de los alimentos (como se explicó en el capítulo anterior), sino también con su transfor-

mación o digestión, con la absorción de los nutrientes y la eliminación de los materiales

no absorbidos (procesos que se explicarán en este capítulo).

2PART

E I

HOM

EOST

ASIS

EN

EL

ORGA

NIS

MO

HU

MAN

O

TRANSFORMACIÓN DE LOS NUTRIENTES

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000 M: 10730 C1

Artes Gráficas Rioplatense S.A. • Preprensa Tacuarí 1850 - Cap. Fed. - C1139AAN - Tel: 4307-3991 - Fax: 4307-7123

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Parte del sistema digestivo está formado por un tubo largo y con-

tinuo que comienza en la boca y termina en el ano. La mayor parte

de ese tubo o tracto digestivo se encuentra plegado en la cavidad

abdominal. El tubo digestivo tiene regiones con estructura y dimen-

siones diferentes entre sí, donde se producen actividades específicas.

Cada porción diferenciada constituye un órgano que, dispuesto uno a

continuación del otro, forman un conjunto de órganos relacionados:

la boca, la faringe, el esófago, el estómago, el intestino delgado, el

intestino grueso y el recto, que termina en el ano.

Además, el sistema digestivo está compuesto por glándulas externas

al tubo, las glándulas anexas, como las glándulas salivales, el hígado

y el páncreas. Estas glándulas elaboran fluidos que contienen enzimas y otras sustancias que, vertidas en el interior del conducto digestivo,

intervienen en la transformación o digestión de los alimentos.

1. Ob2. Co

glándulas salivales

faringe

esófago

estómago

páncreas

intestino grueso

boca

recto

ano

hígado

vesícula biliar

intestino delgado

Organismo humano

Nutrición

Sistema digestivo

Transportepasivo

Transporteactivo

Oxígeno

Agua

Nutrientes

Homeostasis Membranaplasmática

Citoplasma y organoides

Células ADN

ARN

Núcleo

Inspiración

Ingestión

Sistema respiratorio

Ventilaciónpulmonar

Espiración

Hematosis

Respiración celularDigestión

Absorción

Síntesis proteica

Digestión intracelular

Dióxido de carbono

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s

f

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m

Transformaciones en la bocaEn la boca comienza la transformación mecánica y química de los alimentos, y se produ-

ce la insalivación, la recepción de los sabores de la comida y la deglución.

Durante la digestión mecánica de los alimentos, los dientes cortan, desgarran y trituran

los alimentos en fragmentos de un tamaño que pueden ser deglutidos o tragados. La masti-

cación de los alimentos también favorece un mayor contacto entre éstos y la saliva.

La lengua contribuye a la transformación mecánica, junto con la acción de los músculos

de las mejillas.

La saliva contiene un tipo de enzima, la amilasa salival que actúa sobre el almidón,

polisacárido contenido en ciertos alimentos, como el pan, el arroz y los fideos. Esta enzi-

ma interviene en la degradación del almidón y lo transforma en moléculas de maltosa,

disacárido de estructura más sencilla. La saliva, entonces, inicia la digestión química de

un tipo de hidrato de carbono de estructura compleja, el almidón, y lo transforma en otro

tipo de carbohidrato de composición más sencilla, la maltosa.

Modelos científicos

Modelos escolares

almidón + agua + amilasa salival maltosa + amilasa salival

En este modelo, cada clip representa una unidad glucosa, es decir, un conjunto definido de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno.

La ruptura de las uniones entre las unidades glucosa del almidón se pro-duce con la adición de agua. El producto es gran cantidad de moléculas de maltosa. Esta reacción se produce en un pH entre 7 y 8, es decir, ligera-mente alcalino porque la saliva contiene bicarbonato de sodio.

Modelo simplificado de la hidrólisis del almidón en la boca

almidón

aACTIVIDADES 1. Con botones, clips o bolitas de

plastilina, modelicen el proceso de digestión del almidón.2 . ¿Qué representa cada uno de los objetos que usaron en la modelización de la digestión del almidón: una molécula, un átomo o una agrupación definida de átomos?

¿es

gd

g2v

3

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maltosa

almidón

maltosa

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Desde el esófago al recto, la pared del tubo digestivo consta básicamente de cuatro capas

concéntricas de tejidos. Si bien cada órgano de este conducto está especializado en una fase

particular del proceso digestivo, la estructura básica de cada uno de ellos es similar.

❚ La mucosa es la capa más interna. Está constituida por células epiteliales, algunas

secretoras de mucus y en ciertos lugares presenta glándulas.

❚ La submucosa está formada por tejido conectivo y contiene vasos sanguíneos, lin-

fáticos, glándulas y nervios.

❚ El tejido muscular liso es una capa que presenta una zona interna cuyas células se

disponen en forma circular, y una externa en la que están en disposición longitudinal. La

contracción y relajación de ambas capas de músculo produce los movimientos de segmen-

tación y peristaltismo del tubo digestivo. En algunas regiones de este tubo, la capa de tejido

muscular circular está engrosada y forma bandas anchas circulares llamadas esfínteres. Los

esfínteres se contraen o relajan, y así actúan como válvulas que regulan el pasaje del alimento

de un órgano del tubo digestivo a otro.

❚ La serosa o peritoneo, es una capa de tejido conectivo que cubre la superficie exter-

na de los órganos de la cavidad abdominal. El mesenterio es un pliegue de peritoneo que

sostiene y fija la mayor parte del tubo digestivo a la pared posterior del abdomen.

A través de la deglución, el bolo alimenticio ingresa a la faringe y luego al esófago. El

esófago es un tubo de aproximadamente 25 cm de longitud que conecta la faringe con el

estómago a través del cardias. Éste es un anillo de fibras musculares que se dilata con la

entrada del alimento y se contrae luego, impidiendo el reflujo del contenido del estómago

al esófago.

La mucosa del esófago secreta mucus que lubrica sus paredes y facilita el desplaza-

miento del bolo de alimento.

Las fibras musculares que componen la capa circular se contraen por encima de la masa

de alimento y se relajan por debajo de ella. Una serie de ondas progresivas, llamadas movi-mientos peristálticos, impulsan el bolo hacia el estómago progresivamente. Los movimientos

peristálticos también se producen en el estómago y en el intestino.

-

n

-

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,

-

,

e

o

El peristaltismo

es un movimiento

que impulsa el

alimento a lo largo

del tubo digestivo

en dirección hacia

el ano, aunque la

persona esté en

posición vertical

o en situación de

ingravidez, como

le ocurre a los

astronautas en el

espacio exterior.

aACTIVIDADES¿Cómo averiguar

experimentalmente la acción de la saliva sobre el almidón?Para responder esta pregunta necesitan cuatro tubos de ensayo, una gradilla, una varilla de vidrio, miga de pan, reactivo de lugol, un vaso de precipitados, reactivos de Fehling A y B, una pinza de madera y un mechero.1. Coloquen los tubos de ensayo en una gradilla y numérenlos.2. Desmenucen la miga de pan en un vaso de precipitados y agreguen agua hasta obtener una pasta.3. Viertan porciones iguales de la mezcla anterior en cada tubo de ensayo.

4. Agreguen en el tubo N°1 tres gotas de reactivo de lugol.5. Observen y registren los resultados. Elaboren conclusiones.6. Coloquen en el tubo N°2 cinco gotas de reactivo de Fehling A y cinco gotas de reactivo de Fehling B.7. Sostengan el tubo con la pinza de madera y calienten con cuidado sobre la llama del mechero.8. Observen y registren los resultados. Elaboren conclusiones.9. Agreguen un poco de saliva en el tubo N° 3 y revuelvan la mezcla con la varilla de vidrio.10. Mantengan entre sus manos el tubo de ensayo durante 10 minutos.

11. Pasado ese tiempo, agreguen tres gotas de reactivo de lugol. 12. Observen y registren los resultados. Elaboren conclusiones.13. Repitan el procedimiento anterior en el tubo N°4 pero, finalizado el tiempo, agreguen cinco gotas de reactivo de Fehling A y cinco gotas de reactivo de Fehling B.14. Sostengan el tubo con la pinza de madera y calienten con cuidado sobre la llama del mechero.15. Observen y registren los resultados. Elaboren conclusiones.16. Formulen una conclusión que integre las elaboradas en cada experimento.

mesenterio

serosa

capa muscularlongitudinal

capa muscularcircular

mucosa

submucosa

Glándula anexa

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Transformaciones en el estómago Luego del tránsito por el esófago, el bolo alimenticio ingresa al estómago, la porción

más dilatada del tubo digestivo. El estómago es un órgano muscular que puede almacenar

alrededor de 2 litros de alimento. Se encuentra en la parte superior izquierda de la cavi-

dad abdominal, debajo del diafragma. La porción inferior del estómago se comunica con

el intestino delgado a través de un esfínter llamado píloro.

Las contracciones musculares localizadas del estómago intervienen en la mezcla y

fragmentación de los alimentos. Cuando el estómago está vacío, estos movimientos con-

tinuados e intensos se describen como la “sensación de hambre”.

Las paredes internas del estómago tienen glándulas gástricas que secretan el jugo gástrico, fluido que interviene en parte de la digestión química de los alimentos. El jugo

gástrico está compuesto por:

❚ ácido clorhídrico: esta sustancia proporciona el medio ácido que mata a la mayoría

de las bacterias ingeridas con el alimento y contribuye con la degradación de materiales

fibrosos de origen vegetal y animal. Además, proporciona el medio ácido óptimo para la

acción de las enzimas gástricas.

❚ enzimas gástricas: la pepsina es una enzima que inicia la degradación de las pro-

teínas en moléculas más pequeñas o polipéptidos. Esta enzima es secretada en forma

inactiva como pepsinógeno. Sin embargo, la acidez del medio activa la conversión del

pepsinógeno en pepsina. La lipasa gástrica es otra enzima gástrica que actúa sobre cier-

to tipo de lípidos, como los triglicéridos de la manteca, convirtiéndolos en moléculas más

pequeñas, como el glicerol y los ácidos grasos.

❚ moco: fluido formado principalmente por glucoproteínas que, junto al bicarbonato secretado, forman un capa que cubre la mucosa del estómago y la protege de la acción

del ácido clorhídrico y de la pepsina. El alcohol, algunos medicamentos y el agua pueden

ser absorbidos por la mucosa de las paredes del estómago e ingresar directamente a la

circulación sanguínea.

Los alimentos parcialmente digeridos, junto con el jugo gástrico, forman una masa

semilíquida y ácida denominada quimo. Los movimientos peristálticos impulsan el quimo

hacia el intestino delgado a través del píloro. Este esfínter se relaja y se contrae, permi-

tiendo el pasaje de una pequeña porción de quimo cada 20 segundos.

aACTIVIDADES 1. Con bolitas de plastilina, botones

o clips, modelicen 4 moléculas de ácido clorhídrico.2 . Comparen las dimensiones y complejidad de una molécula de ácido clorhídrico y de una molécula del aminoácido que modelizaron en la actividad de la página 15, la glicina.

Endoscopía de entrada al estómago

Endoscopía de salida del estómago

Endoscopía de estómago

orificio del cardias

píloropliegues gástricos

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La operación dura unas cuatro horas y en

general se realiza por laparoscopía.


Modelos escolares

proteínas + agua + pepsina polipéptidos + pepsina

En este modelo, cada clip representa una unidad aminoácido, es decir, un conjunto definido de átomos de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno.

La ruptura de las uniones entre las unidades aminoácido de las proteínas se produce con la adición de agua. El producto es gran cantidad de moléculas de polipéptidos. Esta reacción se produce en un pH entre 1 y 3, es decir, muy ácido debido al ácido clorhídrico secretado.

Modelo simplificado de la hidrólisis de las proteínas en el estómago

proteína polipéptidos

Tratamientos para la obesidad severa En los últimos años se han desarrollado diversos tratamientos de la obesidad severa, que incluyen la aplicación de dispositivos o la realización de técnicas quirúrgicas en el estómago. El balón intragástrico se aplica cuan-do el exceso de peso es de más de 25 kg. Es una esfera de silicona que se coloca mediante endoscopía en el interior

del estómago y se infla con solución salina estéril. Al ocupar entre un tercio y la mitad del estómago, reduce su tamaño y estimula el centro nervioso de la saciedad, enviando al cerebro señales de que se encuentra lleno. Este dispositivo puede extraerse una vez logrado el peso adecuado.

La banda gástrica se aplica cuando el exce-so de peso es de más de 40 kg. Es como un cinturón que se coloca alrededor del estóma-go mediante cirugía tradicional o laparosco-pía. De esta forma, el órgano queda con una forma parecida a la de un reloj de arena. Se logra así más saciedad con menor cantidad de alimentos.El by- pass gastroentérico se aplica cuando el exceso de peso es de más de 40 kg. Consiste en reducir el tamaño del estómago y conectarlo con la porción inferior del intes-tino delgado mediante cirugía tradicional o laparoscopía. El resultado es la obtención de mayor saciedad y menor absorción de nutrientes por falta de jugos digestivos en el primer tramo del intestino.

CON

-TEX

TO D

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TEC

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OGÍA

aACTIVIDADES1. Modelicen con clips, bolitas de

plastilina o botones la digestión de una proteína.2 . ¿Qué representa cada uno de los objetos que usaron en la modelización de la digestión de la proteína: una molécula, un átomo o una agrupación definida de átomos?

proteína

polipéptidos

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Transformaciones en el intestino delgadoEn el intestino delgado se produce la mayor parte de la digestión de los alimentos

y la absorción de los nutrientes. Este órgano es la porción más larga del tubo digestivo

y se encuentra muy plegado dentro de la cavidad abdominal. Mide alrededor de 6 m de

longitud y se divide en tres partes: el duodeno (25 cm) que es la parte más activa en el

proceso digestivo; el yeyuno (2,2 m) y el íleon (3,3 m). Las dos últimas partes del intes-

tino delgado participan principalmente en la absorción de nutrientes.

La digestión química de los alimentos es efectuada por secreciones que provienen

de tres órganos: el hígado, el páncreas y la mucosa intestinal. Como en el estómago, las

paredes del intestino delgado están protegidas de la acción enzimática por una capa de

mucus producida por las células de la mucosa.

El hígado es una glándula que produce bilis, fluido compuesto por agua, colesterol,

lecitina, ácidos, sales y pigmentos biliares, que se almacena en la vesícula biliar.Cuando el quimo llega al duodeno, la vesícula se contrae y libera bilis. Esta mezcla

actúa sobre las grasas como un detergente y forma una emulsión. Es decir, desintegra los

grandes glóbulos de grasa y los transforma en gotitas microscópicas llamadas micelas, que presentan en conjunto mayor superficie expuesta a la acción de las enzimas.

En ciertas ocasiones, pueden formarse cálculos biliares en la vesícula o en su conduc-

to y ésta debe ser extirpada quirúrgicamente. La mayoría de los cálculos contienen una

mezcla de colesterol y sales de calcio con una pequeña cantidad de pigmentos biliares. El

desarrollo de los cálculos se debe principalmente a un desequilibrio en la degradación de

las sustancias que componen la bilis.

El páncreas produce y libera al interior del duodeno una mezcla de agua, bicarbonato

de sodio y diversas enzimas digestivas que degradan carbohidratos, lípidos y proteínas. El

conjunto de todas estas sustancias se denomina jugo pancreático.

La bilis y el jugo pancreático neutralizan la acidez del quimo proveniente del estóma-

go y proveen el medio alcalino que requieren las enzimas que actúan en el duodeno.

La bilis es liberada al intestino delgado a

través de una serie de conductos. Desde el

hígado circula por el conducto hepático;

luego transita por el conducto cístico de

la vesícula; y llega al duodeno a través del

colédoco.

Este último desemboca en el duodeno,

junto con el conducto pancreático.

En el punto de unión de ambos conductos

hay un esfínter que regula el flujo de la

bilis y del de jugo pancreático que ingresa

al intestino.

aACTIVIDADES 1. Si bien la digestión del almidón

en el intestino delgado es similar a la que se produce en la boca, modelicen con clips, bolitas de plastilina o botones este proceso, simulando qué ocurre en el duodeno.2. Modelicen la digestión de una proteína en el intestino delgado.3. ¿Qué representa cada uno de los objetos que usaron en la modelización de la digestión de la proteína: una molécula, un átomo o una unidad del polímero?

La amilasa pancreática actúa sobre el almidón que no ha sido digerido en la boca. La ruptura de las uniones entre las unidades glucosa se produce con la adición de agua. El producto es gran cantidad de moléculas de maltosa. Esta reacción se produce en un pH neutro o ligeramente alcalino.

Modelo simplificado de la hidrólisis del almidón en el intestino delgado

almidón


almidón + agua maltosa + amilasa pancreática + amilasa pancreática

maltosa

hígado

conducto cístico

conducto hepático

páncreas

conducto pancreático

duodeno

colédoco

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000 M: 10730 C1



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aACTIVIDADES1. Modelicen las transformaciones

que producen las enzimas provenientes de la mucosa intestinal con clips, botones o bolitas de plastilina.2. ¿Qué representa cada uno de los objetos que usaron en la modelización de la digestión del triglicérido: una molécula, un átomo o una agrupación definida de átomos?


Modelos escolares

La lipasa pancreática actúa sobre los triglicéridos emulsionados por la bilis. La ruptura de las uniones entre la glicerina y los ácidos grasos se produce con la adición de agua. Esta reacción se produce en un pH neutro o ligeramente alcalino.

Modelo simplificado de la hidrólisis de los triglicéridos en el intestino delgado

triglicérido

triglicérido + agua glicerina + ácidos grasos + lipasa pancreática +lipasa pancreática

glicerina ácidos grasos

En este modelo, un clip representa una unidad glicerina y los otros tres representan las unidades ácidos grasos.


proteínas + agua + tripsina y quimiotripsina oligopéptidos + tripsina y quimiotripsina

1. En una persona adulta:❚ su tubo digestivo completo pesa aproximadamente 4,50 kg (hígado: 1,70 kg; páncreas: 70 g);❚ si se pudieran extender todas las prolongaciones que poseen las paredes intestinales internas, se podría “alfombrar” una cancha de tenis (200 m2)

2. El sistema digestivo de una persona de 70 años procesó en ese período 15 toneladas de alimentos y 45 500 litros de agua.

CON

-CIE

NCI

A EN

LOS

DAT

OS

polipéptidos

oligopéptidos

Modelos simplificados de la hidrólisis de las proteínas en el intestino delgado

triglicérido glicerina ácidos grasos

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000



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Las células de la mucosa intestinal liberan diversos tipos de enzimas que completan

la digestión de los nutrientes.

La maltasa desdobla la maltosa en moléculas de glucosa. Además, otros disacáridos

ingeridos, como la sacarosa o la lactosa son degradados en monosacáridos por acción de

la sacarasa y la lactasa, respectivamente.

Las enzimas aminopeptidasa y dipeptidasa completan la degradación de polipépti-

dos y oligopéptidos en aminoácidos. Además, algunos péptidos cortos y dipéptidos pue-

den ingresar a las células intestinales y allí ser degradados en aminoácidos por peptida-sas presentes en el interior de las células.

En consecuencia, la acción de los jugos digestivos secretados en el intestino delgado

transforma la composición del quimo. Éste adquiere el aspecto de un líquido “lechoso”

denominado quilo.

A su vez, las contracciones musculares no sincronizadas de la capa muscular del intes-

tino producen los movimientos de segmentación. Éstos movilizan el quilo permanente-

mente y contribuyen a la digestión mecánica y la mezcla de sus componentes. De esta

manera, aumenta la permanencia del quilo en contacto con la superficie intestinal y se

incrementa la digestión y la absorción de los nutrientes.

En este modelo, cada clip representa una unidad aminoácido, es decir, un

conjunto definido de átomos de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno.

oligopéptidos aminoácidos

Modelos escolares

oligopéptidos aminoácidos

La ruptura de las uniones entre las unidades aminoácido de los polipéptidos se produce con la adición de agua. El producto es gran cantidad de moléculas de oligopéptidos. La carboxipeptidasa separa los aminoácidos que constituyen los oligopéptidos. Todas estas enzimas que digieren proteínas (proteasas) son secretadas en for-ma inactiva y se activan con el pH alcalino presente en el duodeno.

oligopéptidos + agua + carboxipeptidasa aminoácidos + carboxipeptidasa

proteínas

Modelos simplificados de la hidrólisis de los oligopéptidos en el intestino delgado

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000 M: 10730 C1



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Absorción de los nutrientesUna vez finalizada la digestión de los carbohidratos, los lípidos y las proteínas en molé-

culas de estructura más sencilla y de menor tamaño, su absorción se produce principla-

mente en el yeyuno y, en menor proporción, en el íleon. De esta forma, los productos de

la digestión, el agua y los micronutrientes (minerales, vitaminas), ingresan a la circulación

general y son distribuidos por todo el organismo a través del sistema circulatorio.

La especialización de la pared interna del intestino delgado favorece el proceso de

absorción porque presenta numerosos pliegues de la mucosa que, a su vez, poseen diminu-

tos pliegues en forma de “dedos” llamados vellosidades intestinales. Asimismo, la super-

ficie de las vellosidades presenta microvellosidades, que son proyecciones microscópicas

de las membranas celulares de las células superficiales. Todas estas especializaciones incre-

mentan la superficie de absorción de los nutrientes.

Los productos de la digestión de los carbohidratos y de las proteínas, el agua, los mine-

rales y la mayoría de las vitaminas ingresan en el sistema circulatorio por los capilares

sanguíneos y son transportados por la sangre hacia los vasos sanguíneos mayores. En cam-

bio, los productos de la digestión de los lípidos y algunas vitaminas ingresan en el sistema linfático a través de los capilares linfáticos de cada vellosidad y luego pasan a la circulación

sanguínea, cuando la linfa es volcada en las venas. De este modo, la sangre rica en nutrien-

tes que proviene del intestino circula hacia el hígado. En este órgano algunos nutrientes

son transformados en sustancias vitales para el funcionamiento del organismo. Después,

desde el hígado, la sangre con nutrientes circula hacia el corazón, que la impulsa por todo

el cuerpo.

Formación de materia fecalEl resto de quilo no absorbido es conducido al intestino grueso por los movimientos

peristálticos del intestino delgado. El ingreso a este órgano ocurre en una sola dirección y

es regulado por una válvula ubicada en la unión entre ambos, la válvula ileocecal.En esta región del intestino grueso se absorbe la mayor parte del agua y las sales del

quilo. Mide alrededor de 1,5 m de longitud y 7 cm de diámetro. La mayor parte de su lon-

gitud recibe el nombre de colon y el segmento final de 15 cm se denomina recto, el cual

termina en el ano. Por debajo de la válvula ileocecal se encuentra una prolongación con

forma de dedo denominada apéndice. Su relación con el proceso digestivo no está defini-

da, pero se supone que pudo haber sido un órgano activo del tracto digestivo de nuestros

antepasados, hace millones de años. Debido a la presencia de estructuras linfáticas se lo

vincula con el sistema de defensa durante los primeros años de vida.

Fotomicrografía por MEB de

vellosidades intestinales

Cada vellosidad está provista de una red

de capilares sanguíneos y uno linfático,

llamado quilífero.

La absorción de otros nutrientesEl agua, las vitaminas y los minerales son absorbidos en el intestino delgado prácticamente sin sufrir transformaciones físicas y químicas. Además, cuando se comen frutas, verduras y carnes, se ingiere cierta cantidad de ácidos nucleicos. El ADN y el ARN presente en las células de estos alimentos son degradados a sus nucleótidos, por acción de las enzimas desoxirribonucleasa y ribonucleasa del jugo pancreático. Luego, un conjunto de enzimas llamadas nucleasas, presentes en las superficies de las células de la mucosa intestinal, completan la degradación de los nucleótidos en ácido fosfórico, monosacáridos (desoxirribosa y ribosa) y bases nitrogenadas. Estas moléculas más sencillas son absorbidas por la mucosa del intestino delgado e ingresan a la circulación sanguínea.

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e

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Endoscopía de intestino delgado

Endoscopía de intestino grueso

En el Capítulo 3 encontrarán

un esquema del corte de una

microvellosidad con su quilífero.

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000



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t

t

t

En el interior del colon habitan diferentes poblaciones de microorganismos que con-

forman la “flora” o biota intestinal. Un ejemplo de estas poblaciones es la compuesta

por bacterias Escherichia coli. Las poblaciones de organismos microscópicos obtienen sus

nutrientes a partir de la transformación de los materiales no digeridos por el organismo,

especialmente la celulosa de las fibras de ciertos alimentos, ya que el sistema digestivo

humano carece de enzimas digestivas que degraden este material.

La actividad bacteriana produce vitamina K y varias del grupo B, esenciales para el

organismo, y cuya incorporación a través de la dieta resulta deficiente. Estas vitaminas

son absorbidas por la mucosa del intestino grueso y luego pasan a la circulación sanguínea.

A su vez, los microbios intestinales inhiben el desarrollo de otros que pudieran llegar

a este órgano y causar enfermedades.

Como consecuencia de la absorción de sustancias y la actividad bacteriana se forma

la materia fecal o heces, compuesta por un 75% de agua. El 25% corresponde a material

sólido formado principalmente por bacterias. El resto está compuesto por celulosa y otras

fibras no digeridas, sales, grasas, células mucosas desprendidas, moco y restos de jugos

digestivos. El color de las heces se debe a la degradación de los pigmentos biliares, reali-

zado por las bacterias de la biota intestinal y al tipo de alimentos ingeridos en la dieta.

Los movimientos peristálticos masivos del colon mueven el material residual de una

porción a la siguiente. De este modo, la materia fecal es llevada y almacenada en el recto,

cuya distensión inicia el reflejo de defecar. La contracción voluntaria de los músculos

abdominales provoca la defecación a través del ano, cuyo orificio está controlado por dos

esfínteres, uno interno involuntario y otro externo voluntario.

Homeostasis en la transformación de los nutrientes Las secreciones del tubo y las glándulas digestivas, junto con los movimientos muscula-

res, están regulados y coordinados por el sistema nervioso y la acción de diversas hormonas.

La vista, el olfato, el gusto, la acción de masticar o el simple hecho de pensar en un

alimento, inician la secreción de la saliva.

Estas señales también estimulan la producción y liberación de gastrina en la sangre.

Esta hormona es producida en el estómago y por vía sanguínea estimula la liberación de

jugo gástrico. Cuando la concentración de este fluido llega a un nivel determinado, se

inhibe la secreción de gastrina y, en consecuencia, también la liberación de jugo gástrico.

Cuando el quimo llega al intestino delgado, la mucosa del duodeno produce y libera en

la sangre otras hormonas.

La acidez del quimo provoca la liberación de secretina. Esta hormona estimula la libe-

ración de bicarbonato que proviene del páncreas.

Otra hormona, la colecistocinina, es liberada en respuesta a la presencia de alimentos

grasos en el intestino. Esta hormona estimula la producción de enzimas pancreáticas y la

contracción de la vesícula, la que libera bilis al interior del duodeno. Cuando la concen-

tración de colecistocinina alcanza cierto nivel, se inhibe la secreción de gastrina y, en

consecuencia, también la liberación de jugo gástrico.

El peristaltismo del tubo digestivo es una respuesta refleja que se inicia cuando se

distienden sus paredes.

La frecuencia de las ondas peristálticas depende principalmente del tipo de alimentos

ingeridos, la estimulación o la inhibición realizada por el sistema nervioso autónomo y la

acción de las hormonas gastrointestinales.

La digestión está controlada por el sistema

nervioso y un conjunto de hormonas

específicas. Las concentraciones de estas

hormonas son reguladas por procesos de

retroalimentación negativa.

Formación de la materia fecal en el intes-

tino grueso.

Señales:

Alimentos en boca y estómago

Expansión del estómago

Gastrina

Colecistocinina

Jugos gástricos

Secretina

Bilis Enzimas pancreáticas

Bicarbonato pancreático

Digestión

+

-

-

+

+

+

+

+

Si leen la apertura de la primera

parte (página 7) pueden recordar

qué significa retroalimentación

negativa.

colon

válvula íleocecal

anorecto

apéndice

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000 M: 10730 C1



NIP: 222506 - Pág.: 54 - BIO

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55

Desequilibrios en la transformación de los nutrientes

La inflamación de la mucosa gástrica llamada gastritis; así como

el deterioro localizado de ciertas partes del estómago y del intes-

tino delgado, las úlceras, son afecciones muy comunes del sistema digestivo.

En ambas enfermedades se produce la disminución del moco del estómago y de la

porción superior del intestino delgado. De este modo, el ácido y las proteasas del quimo

destruyen las diferentes capas de este tramo del tracto digestivo.

Las causas más comunes de la gastritis y las úlceras son: menor secreción de bicarbonato de

sodio y moco, factores hereditarios y estrés. El tabaquismo, el alcoholismo y un elevado con-

sumo de aspirinas disminuyen la resistencia de las paredes del tracto digestivo a la acción del

ácido y la pepsina. La bacteria Helicobacter pylori también puede causar úlceras estomacales.

Esta enfermedad de origen hereditario está relacionada con la

ingesta de gluten, un componente presente en el trigo, la avena,

la cebada y el centeno, que provoca trastornos en la mucosa del intestino delgado. Los

péptidos del gluten desencadenan la atrofia de las vellosidades intestinales probable-

mente por reacciones inmunitarias o alérgicas. En ciertos casos, la mucosa puede volverse

totalmente lisa, lo que ocasiona una disminución en la absorción de nutrientes y por lo

tanto, pérdida de peso.

El tratamiento para la enfermedad celíaca consiste en una dieta sin TACC (sigla que

corresponde a los cuatro cereales que contienen gluten) que permite la rápida recupera-

ción de la mucosa intestinal.

Algunos virus, bacterias y otros microorganismos o sus toxinas

pueden provocar la inflamación e infección del colon, es decir,

colitis. La disminución en la absorción de agua y sales puede pro-

ducir diarrea, es decir, aumento en la frecuencia de evacuaciones

de materia fecal acuosa. El tratamiento consiste en evitar la deshidratación, a través de la

ingesta de abundante líquido y la consulta médica.

El fenómeno opuesto a la diarrea se denomina estreñimiento o constipación. Las

causas son diversas y por lo tanto, la consulta médica es de vital importancia. En este

caso, el tránsito del contenido intestinal es lento, aumenta la absorción de agua y dismi-

nuye la frecuencia de las defecaciones. La incorporación a la dieta de alimentos ricos en

fibras es recomendada para ayudar a superar este trastorno.

La apendicitis es la inflamación del apéndice. Las causas que

originan esta inflamación son variadas y complejas. En la mayoría

de los casos, una obstrucción en la luz del apéndice produce su inflamación y la prolife-

ración de bacterias en su interior. El tratamiento consiste en la extirpación quirúrgica del

apéndice. En caso contrario, puede perforarse, vaciar el contenido bacteriano en la cavi-

dad abdominal y producir una infección generalizada con riesgo de muerte.

En la mayoría de los casos, la hepatitis o inflamación del hígado

es producida por distintos tipos de virus y, en menor porcentaje,

por alcoholismo crónico. Los síntomas incluyen fiebre, ictericia (color amarillo de la

piel, mucosas, ojos y orina oscura) y dolor abdominal. Actualmente, distintos tipos de

hepatitis producidas por un tipo de virus pueden ser prevenidas mediante la vacunación.

GASTRITIS Y ÚLCERAS

ENFERMEDAD CELÍACA

DIARREA, COLITIS,

ESTREÑIMIENTO Y

HEMORROIDES

APENDICITIS

HEPATITIS

Respuestas emocionales en la secreción ácida Además de la regulación nerviosa y hormonal, los estados emocionales ejercen efectos sobre la secreción ácida y los movimientos del estómago. Así lo estudió en 1822 el médico William Beaumont cuando atendió a un paciente herido

accidentalmente por un tiro de escopeta en el estómago. El tiro perforó el estómago y la herida cicatrizó dejando una abertura en el mismo. Así, Beaumont con la colaboración de su paciente, realizó alrededor de 240 experimentos sobre la digestión humana. Uno de ellos fue el estudio de la influencia de las emociones en el funcionamiento del estómago. El médico notó que el enojo y la hostilidad producían la turgencia y el aumento de la circulación sanguínea de las paredes del estómago, así como el aumento de la secreción de ácido. En cambio, el temor, la depresión o la pena disminuyen la secreción y el flujo sanguíneo del estómago e inhiben los movimientos gástricos.

CON

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Fotomicrografía de Helicobacter pylori.

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000



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CON

-FOR

MAC

IÓN

CIE

NTÍ

FICA

El fisiólogo ruso Iván Petrovich Pavlov (1849-1936) realizó una serie de investigaciones vinculadas con la secreción de saliva y jugos gástricos que lo hicieron acreedor al Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1904.Uno de sus experimentos consistió en el estudio de la secreción salival de los perros.Pavlov ya había observado que los perros salivaban aun cuando no tenían alimento en sus bocas. Este fenómeno se producía tanto si observaban como si olían su comida.También había observado que los perros salivaban cuando se les acercaba la persona que los alimentaba.Entonces diseñó un

experimento en el que exponía a los perros

a variados estímulos y medía la

cantidad de saliva que eliminaban por

unidad de tiempo.

En primer lugar midió la cantidad de saliva que segregaban cuando les colocaba alimento sobre el hocico.Como segundo paso del experimento, hacía sonar una campana y después los alimentaba.El científico denominó estímulo incondicionado a la presentación del alimento para que los animales lo percibieran de alguna manera; y estímulo neutral al sonido de la campana.Durante varias semanas, y cada vez que los perros estaban hambrientos, hacía sonar la campana e inmediatamente después los alimentaba.Luego de un cierto tiempo, Pavlov observó que, aun sin mostrarles el alimento, los perros comenzaban a salivar con solo oír el sonido de la campana.A la salivación de los perros frente al alimento, el científico la llamó respuesta incondicionada; y a la

liberación de saliva provocada por el sonido de la campana, respuesta condicionada.Como conclusión de estos experimentos, Pavlov formuló que, con el tiempo, el estímulo neutral se convirtió en un estímulo condicionado (sonido) que funciona como una señal que alerta sobre la proximidad del estímulo incondicionado (alimento). En los perros esta asociación estaba fortalecida por la saciedad del hambre.Estos experimentos no fueron los únicos que realizó Pavlov. También estudió los factores que influyen en la secreción del jugo gástrico. En uno de estos experimentos, el científico supuso que el sistema nervioso estimula la secreción gástrica.Cortó los nervios que inervan el estómago de un perro porque, si su hipótesis era correcta, la secreción de jugo gástrico debía cesar. Sin embargo, la secreción del ácido del estómago solo se redujo en tres cuartos de la cantidad original.

Los perros de Pavlov

j

A

j

LOS EXPERIMENTOS QUE PAVLOV REALIZÓ CON PERROS FUERON LOS MÁS DIFUNDI-DOS Y CONTROVERTIDOS DE SU HISTORIA COMO CIENTÍFICO. TUVO QUE ENFRENTAR LA RESISTENCIA DE LA SOCIEDAD DE SU ÉPOCA PARA EXTRAPOLAR SUS RESULTADOS A LOS HUMANOS.

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57

1. Lean el texto de estas páginas.

2. Identifiquen y escriban las hipótesis

que Pavlov formuló para el diseño

de sus investigaciones sobre las

secreciones gástricas en los perros.

3. Sobre las hipótesis del punto

anterior, identifiquen y escriban las

conclusiones correspondientes a cada

investigación.

4. Busquen información sobre la

doma de caballos y el adiestramiento

de orcas, lobos marinos y delfines

de acuarios, y relaciónenla con las

asociaciones estímulo-respuesta

que obtuvo el científico en sus

experimentos.

aACTIVIDADES

Entonces...¿qué otros factores intervendrían en la producción de ácido estomacal?Pavlov propuso entonces la hipótesis de que una hormona, junto con los impulsos nerviosos, interviene en el control de la secreción de jugos gástricos.Para verificar su hipótesis anestesió a dos perros y unió sus sistemas circulatorios.Alimentó solo a uno de los perros (perro A) y, de este modo, la sangre del perro alimentado circuló por la sangre del otro perro (perro B).Resultó que el perro no alimentado también secretó jugo gástrico. En este experimento, Pavlov también anticipó que al eliminar las conexiones nerviosas del estómago del perro B, su secreción gástrica sería de un 75%, predicción que fue verificada. En otro experimento, Pavlov quiso investigar si la causa de la secreción gástrica es la

absorción de los productos de la digestión de las proteínas.Para investigar esto, inyectó los productos de la degrada-ción de las proteínas en la cir-culación de un perro. Observó que en el animal no se inició la secreción del jugo gástrico.Posteriormente, el científico inyectó a un perro extracto de mucosa gástrica que había estado en contacto con pro-teínas, e indujo la secreción de jugo gástrico.Para verificar o refutar sus hipótesis, realizó varias modificaciones en sus experimentos.En uno de ellos, llegó a transplantar un sector de

pared estomacal de un perro con sus vasos sanguíneos a la piel de otro. Luego, proporcionó al perro transplantado un alimento rico en proteínas y observó que el transplante secretaba jugo gástrico.Estudios posteriores demostraron que cuando el alimento llega al estómago, la pared estomacal produce hormona gastrina, que es transportada por el sistema circulatorio y, al llegar al estómago, estimula las glándulas gástricas que inician la mayor parte de la secreción de ácido clorhídrico.

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Transformación de nutrientes en la célulaLos materiales pueden ingresar en las células como moléculas sencillas o comple-

jas, lo cual no solo influye en el tipo de ingreso, sino también en su transporte una vez

incorporadas. En el capítulo anterior se explicaron algunos de los procesos por los cuales

ingresan dichos materiales en las células.

Los nutrientes de estructura química sencilla, como los ácidos grasos, los aminoácidos

y los monosacáridos, ingresan al citoplasma por difusión simple o facilitada. Según su

naturaleza y de los requerimientos de la célula en el momento en que ingresan, estas molé-

culas pueden ser transformadas en el citoplasma o en ciertas organelas citoplasmáticas.

Los nutrientes de composición química compleja, como los polisacáridos y las pro-

teínas, solo pueden ingresar por transporte en masa, mediado por vesículas. En la trans-

formación y circulación intracelular de estos materiales interviene el sistema de endo-

membranas.

Así como en las primeras páginas de

este capítulo se explicó como obtiene

el organismo los nutrientes, en éstas se

explicará cómo los incorporan las células

que lo componen.

Metabolismo celularSin energía no hay vida. Cada una de las células de un organismo emplea energía en la

síntesis de sustancias, en el movimiento, en el transporte de materiales, en el crecimien-

to, en la reproducción y en otras funciones celulares.

Las actividades celulares que sustentan la vida implican transformaciones constantes

de materia y de energía, que en conjunto reciben el nombre de metabolismo celular.El metabolismo celular incluye dos categorías de reacciones químicas: las catabólicas

y las anabólicas.

Las reacciones catabólicas o de degradación son aquellas en las cuales sustancias de

estructura molecular compleja se transforman en otras de composición más sencilla. Las

reacciones anabólicas o de síntesis, en cambio, son aquellas en las que se construyen

sustancias de moléculas complejas a partir de otras de estructura molecular más sencilla.

La energía involucrada en ambos procesos metabólicos es la energía química alma-

cenada en los enlaces que unen los átomos constituyentes de las moléculas. Cuantos más

enlaces posee la molécula, más energía contiene.

Cuando se degrada una molécula compleja durante una reacción catabólica, se rompen

sus enlaces químicos, se produce liberación de la energía almacenada y los átomos resul-

tantes se recombinan conformando moléculas de menor contenido energético.

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59

a

-

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n

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<Imagen de corte de

diente> B01dient

En las reacciones catabólicas, los

materiales con mayor contenido

energético se transforman en otros con

menos contenido energético, con la

consecuente liberación de energía en el

medio. Este tipo de transformación se

denomina reacción exergónica.

En las reacciones anabólicas se

sintetizan materiales con mayor contenido

energético a partir de otros de menor

contenido energético, con el aporte de

energía que activa la reacción. Este tipo

de transformación se denomina reacción

endergónica.

Material de estructura

molecular compleja

(rico en energía)


molecular sencilla

(pobre en energía)

Liberación de energía


molecular sencilla

(pobre en energía)


molecular compleja

(rico en energía)

Aporte de energía


molecular compleja

(rico en energía)


molecular sencilla

(pobre en energía)

Liberación de energía


molecular sencilla

(pobre en energía)


molecular compleja

(rico en energía)

Aporte de energía

En las células se producen procesos

exergónicos y endergónicos, de manera

tal que la energía liberada en los primeros

se utiliza para realizar los segundos.

La transferencia de energía entre las reacciones celulares no

es directa: siempre interviene un transportador de energía: el ATP o adenosín trifosfato.

Los enlaces químicos del ATP, que unen a los dos últimos grupos fosfato, son

ricos en energía e inestables. Dichos enlaces se rompen por una reacción de hidró-

lisis. Cuando se hidroliza el ATP, se libera energía y se forma adenosín difosfato

(ADP) más un grupo fosfato (P). La energía liberada en la hidrólisis del ATP es

empleada por la célula para realizar procesos endergónicos.

Por el contrario, una reacción exergónica libera energía, y ésta es empleada en

la unión del tercer grupo fosfato al ADP, que acumula transitoriamente la energía en

moléculas de ATP.

El par ATP/ADP + P actúa

como una batería recargable:

al descargarse libera energía

que desencadena alguna acti-

vidad celular.

TRANSFERENCIA DE

ENERGÍAadenina

ribosa

P P P

Grupo fosfato

ADENOSÍN TRIFOSFATO (ATP)

adenina

ribosa

P P P

ADENOSÍN TRIFOSFATO (ATP)

adenina

ribosa

P P

ADENOSÍN DIFOSFATO (ADP)

H2O P energía

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En muchas vías metabólicas se producen reacciones de óxido-reducción o reacciones redox. Estas transformaciones implican oxidación de un sustrato y reducción de otro. Estos

procesos ocurren acoplados.

Una sustancia se oxida cuando se deshidrogena. Es decir, libera un átomo de hidrógeno,

formado por un protón (H+) y un electrón (e-). Este tipo de reacciones está catalizada por

una enzima llamada deshidrogenasa. La sustancia que acepta transitoriamente el H+ y el

e- se reduce y se denomina coenzima.

Las coenzimas que participan en reacciones metabólicas de óxido-reducción son, por

ejemplo el NAD+ (dinucleótido de adenina y nicotinamida), el NADP+ (fosfato del dinucleótido de adenina y nicotinamida) y el FAD (dinucleótido de adenina y flavina).

Las coenzimas no permanecen en estado reducido por mucho tiempo; los H+ y e- que

transportan son rápidamente cedidos en otras reacciones, en las que alguna sustancia se

reduce, mientras la coenzima retorna a su estado oxidado. Por eso se dice que las coenzimas

NAD+, NADP+ y FAD son transportadores de H+ y e-, e intermediarios en las reacciones de

óxido-reducción.

Se denomina energía de activación a la energía necesaria para

que ocurra una reacción química entre sustancias. Por ejemplo, el

aumento de la temperatura, y por lo tanto un aumento del movi-

miento molecular, acelera la reacción entre los sustratos.

Las enzimas son proteínas catalizadoras que aceleran la velocidad de una reacción

química con un bajo aporte de energía de activación. Las enzimas se unen temporalmente

a las moléculas de los sustratos reaccionantes en una región específica de su molécula,

llamada sitio activo. Finalizada la reacción, el producto se disocia de la enzima. Enton-

ces, como la enzima no se altera durante la reacción, puede intervenir en otras reacciones

en las que participen los mismos tipos de sustratos.

ENERGÍA DE

ACTIVACIÓN

Dada la complementaridad del sitio

activo con el sustrato, cada enzima

es específica para un tipo particular de

reacción. Si se altera la estructura del sitio

activo, por ejemplo por desnaturalización

de la proteína enzimática, se afectará la

velocidad de la reacción.

Las reacciones metabólicas no se producen aisladamente; gene-

ralmente ocurren en pasos sucesivos y acoplados. Por ejemplo,

el producto de una reacción puede ser empleado como sustrato de la siguiente. A esta

secuencia ordenada de reacciones se la denomina vía metabólica.

Cada vía metabólica, sea catabólica o anabólica, se inicia con un sustrato inicial o

precursor; en ella se obtienen productos o metabolitos intermediarios y por último se

genera el producto final de la reacción. Cada paso de la vía está catalizado por un tipo de

enzima específica.

VÍAS METABÓLICAS

H

aACTIVIDADES 1. Teniendo en cuenta la información

de la página 59:a. Modelicen con botones, clips o bolitas de plastilina la reacción exergónica en la que una molécula de ATP se transforma en una molécula de ADP.b. ¿Qué representa cada uno de los objetos que usaron en la modelización anterior: una molécula, un átomo o una agrupación definida de átomos?c. ¿Cuántas moléculas de agua intervienen en la transformación de 34 moléculas de ATP en 34 moléculas de ADP?d. ¿Cuántas moléculas de agua se formarían en la transformación de 52 moléculas de ADP en 52 moléculas de ATP?2. Elaboren un texto que relacione los siguientes conceptos relativos al metabolismo celular, en el orden que crean conveniente:ATP, catabolismo, procesos endergónicos, enzimas, coenzimas, anabolismo, procesos exergónicos, oxidación, reducción.

A B C D ZE2 E2 E2

metabolismos intermediariosprecursor producto fi nal

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61

Modelo simplificado de oxidación

Las oxidaciones son procesos

exergónicos: la energía liberada está

ligada a los H+ y los e-, y por lo tanto,

queda transitoriamente almacenada

en las coenzimas reducidas.

HH O

sustancia reducida

coenzima reducida

NAD+

NADH

coenzima oxidada

O

sustancia oxidada

Modelo simplificado de

reducción

Las reducciones son procesos

endergónicos: la energía obtenida

está ligada a los H+ y los e-.

Coenzimas oxidadas

NADHNADPHFADH2

NAD+

NADP+

FAD

Coenzimas reducidas

aACTIVIDADES1. Con clips, bolitas de plastilina o

botones, modelicen la reducción de una molécula de glucosa. El modelo escolar de esta molécula se encuentra en la página 12.2 . Representen la oxidación de una molécula de glucosa.3 . ¿Qué representa cada uno de los objetos que usaron en las modelizaciones anteriores: una molécula, un átomo o una agrupación definida de átomos?

Vías catabólicas: la respiración celularMuchas actividades celulares requieren la energía que aporta el ATP. La respiración

celular es un complejo proceso catabólico y exergónico mediante el cual la célula produ-

ce ATP. Durante este proceso, una serie de reacciones químicas degradan moléculas de

nutrientes como la glucosa y otros monosacáridos, ácidos grasos, glicerol y aminoácidos,

con la consecuente liberación de energía.

La mayoría de las células del organismo extraen energía contenida en los nutrientes

en presencia de oxígeno. Las células musculares, además, cuando falta oxígeno tienen la

alternativa de obtener la energía en ausencia de dicho gas.

Entonces, de acuerdo con el tipo de célula y las condiciones del medio, la glucosa

(principal nutriente celular) puede ser degradada siguiendo dos vías metabólicas: la res-piración aeróbica (en presencia de oxígeno) y la respiración anaeróbica (en ausencia

de oxígeno).

❚ Durante la respiración celular, una célula usa aproximadamente 1 millón de moléculas de oxígeno por segundo.❚ Para transformar 1 gramo de hidratos de carbono, son necesarios 0,97 litros de oxígeno. En cambio, para metabolizar la misma cantidad de proteínas, se

requieren 0,83 litros; y 2,02 litros para degradar esa cantidad de lípidos.

CON

-CIE

NCI

A EN

LOS

DAT

OS

coenzima reducida

NAD+

NADH

coenzima oxidada

H O H

sustancia reducida

O +

sustancia oxidada

2H

l

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000



NIP: 222506 - Pág.: 61 - BIO

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El catabolismo de la glucosa en presencia de oxígeno puede repre-

sentarse con la siguiente ecuación química general:

RESPIRACIÓN

AERÓBICA

En la respiración celular, mientras la glucosa se oxida desencadena las siguientes

consecuencias:

❚ La energía liberada al romperse los enlaces químicos de la glucosa se recaptura tran-

sitoriamente en moléculas de ATP a partir de ADP+P.

❚ Los H+ y e- liberados en este proceso son aceptados momentáneamente por las

coenzimas NAD+ y FAD, las que se reducen a NADH y FADH2.

❚ Los átomos de la glucosa se reordenan y conforman nuevas moléculas de menor con-

tenido energético: el CO2 y el H2O, productos de la respiración celular aeróbica.

Todas estas transformaciones se producen en las siguientes secuencias de reacciones:

❚ la glucólisis;❚ la oxidación del piruvato;

❚ el ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs;❚ la cadena respiratoria; y

❚ la fosforilación oxidativa.

Mientras la glucólisis es un proceso que ocurre en el citoplasma, las otras secuencias de

reacciones se producen en las mitocondrias. En la matriz mitocondrial se localizan las enzi-

mas que catalizan los pasos del ciclo de Krebs. En las crestas, en cambio, se ubican las molé-

culas que posibilitan las reacciones de la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa.

La glucólisis es la única vía metabólica de la respiración celular aeróbica que ocurre

independientemente de la presencia de oxígeno. Esta secuencia ordenada de nueve reac-

ciones es la etapa inicial de degradación parcial de la glucosa, por la cual este sustrato de

6 carbonos es oxidado y escindido en dos moléculas de 3 carbonos cada una: el piruvato.

G

aACTIVIDADES 1. Modelicen con clips, botones

o bolitas de plastilina la ecuación general de la respiración celular.2 . ¿Qué representa cada uno de los objetos que usaron en las modelizaciones anteriores: una molécula, un átomo o una agrupación definida de átomos?

ADP + P ATP

glucosa

6CO2 + 6H2Oagua

sustratos productos

C6H12O6 + 6O2 oxígeno dióxido de carbono

CitoplasmaMitocondria

M i c r o f o t o g r a f í a

de mitocondrias

tomadas por MET.

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000 M: 10730 C1



NIP: 222506 - Pág.: 62 - BIO

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63

La energía liberada en estas reacciones

es almacenada en 2 moléculas de ATP y

los H+ y e- de la oxidación parcial de la

glucosa son transferidos a 2 coenzimas

NAD+. Es importante tener en cuenta que

se generan 4 ATP, pero se usan 2ATP en los

primeros pasos de la vía.

GLUCOSA + 2ATP + 2NAD 2 PIRUVATO + 4 ATP + 2NADHEcuación general de la glucólisis. Dado

que en la degradación de la glucosa se

usan 2 ATP y se producen 4 ATP, en el

balance neto se considera que solo se

originan 2 ATP.

Ecuación del balance neto de la glucólisis.

Una vez degradada la molécula de glucosa, las moléculas de piruvato resultantes

ingresan en la matriz mitocondrial. Allí se produce un nuevo paso oxidativo que transfor-

ma al compuesto de tres carbonos (el piruvato) en un compuesto químico de dos carbonos

denominado grupo acetilo. El carbono desprendido de cada molécula de piruvato se libe-

ra en forma de dióxido de carbono (CO2).

El acetilo se une a una molécula de coenzima A (Co-A) que lo transporta hacia la

siguiente secuencia de reacciones. Este nuevo paso oxidativo genera un NADH por cada

piruvato transformado en acetil Co-A.

aACTIVIDADES1. Con clips, bolitas de plastilina o

botones, modelicen la transformación de una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. El modelo escolar de esta molécula se encuentra en la página 12.2 . ¿Qué representa cada uno de los objetos que usaron en la modelización anterior: una molécula, un átomo o una agrupación definida de átomos?

una molécula de glucosa

(6 carbonos)

NAD+

NADH

ADP

ATP

ADP

ATP

NAD +

NADH

ADP

ATP

ADP

ATP

ATP

ADP

ATP

ADP

Fase preparatoria

(consume 2 ATP)

Fase de obtención

de energía

(genera 4 ATP)

dos moléculas de piruvato

(3 carbonos cada una)

2NAD+ 2NADH

2ADP + P 2ATPuna molécula de glucosa

(6 carbonos)

dos moléculas de piruvato


M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000



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2 PIRUVATO + 2NAD 2 ACETIL COENZIMA-A + 2 NADH + 2CO2Ecuación general de la oxidación del

piruvato. Dado que por molécula de

glucosa se forman dos moléculas de

piruvato, en el balance neto se originan

2 moléculas de dióxido de carbono y 2

NADH.

Ecuación de la oxidación del piruvato.

Acetil Co-A

FADH2

FAD

3NADH

3NAD+ATP ADP + P

CO2

CO2

Co-A Acetil Co-A

FADH2

FAD

3NADH

3NAD+ATP ADP + P

CO2

CO2

Co-A

Por cada grupo acetilo que ingresa en el ciclo, se generan 3 NADH

y 1 FADH2. Durante el ciclo de Krebs, parte de la energía liberada se

almacena en un ATP. Finalmente, los 2 carbonos constituyentes del

acetil Co-A se liberan en forma de CO2.

aACTIVIDADES 1. Modelicen con botones,

clips o bolitas de plastilina la transformación de dos moléculas de piruvato en dos moléculas de acetil Co-A.2. Representen las transformaciones de cada modelo de acetil Co-A durante el ciclo de Krebs.

El ciclo de Krebs es una vía cíclica de reacciones, ya que una sustancia inicial se

transforma mediante una secuencia de pasos, al cabo de los cuales se regenera. En esta

vía se completa la degradación de los grupos acetilo, compuestos resultantes de la etapa

anterior.

2NAD+ 2NADH

2CO2dos moléculas de piruvato


dos moléculas de acetil Co-A

(2 carbonos cada una)2Co-A

2 ACETIL CO-A + 6 NAD + 2 FAD 4 CO2 + 6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP

Ecuación general del ciclo del ácido

cítrico o ciclo de Krebs. Dado que por

molécula de glucosa ingresan en el ciclo

dos moléculas de acetil coenzima-A, en

el balance neto se originan 4 moléculas

de dióxido de carbono, 6 NADH, 2 FADH2

y 2 ATP.

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000 M: 10730 C1



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65

Durante una actividad física intensa, las células del músculo

esquelético pueden degradar glucosa en ausencia de oxígeno.

Estas células pueden seguir una vía aeróbica o una anaeróbica

según la disponibilidad de oxígeno en el medio.

El catabolismo de glucosa en ausencia de oxígeno puede resumirse con la siguiente

ecuación química:

RESPIRACIÓN

ANAERÓBICA

En la glucólisis de la respiración anaeróbica, la glucosa se degrada parcialmente y ori-

gina 2 moléculas de ATP. En esta primera etapa la glucosa se oxida y forma piruvato.

Del paso posterior, la fermentación láctica, no se obtiene energía y el piruvato se

transforma en lactato.

Fermentación alcohólicaLa respiración anaeróbica es el único proceso generador de energía en algunos seres unicelulares. Por ejemplo, ciertas bacterias obtienen ATP por medio de la degradación de glucosa que se transforma en lactato. Algunos hongos unicelulares, como las levaduras, la obtienen a partir de la degradación de la glucosa que se transforma en etanol y dióxido de carbono. Este último tipo de respiración anaeróbica se denomina fermentación alcohólica.De cada molécula de glucosa que se degrada anaeróbicamente se obtienen 2 de ATP.

1. Dadas las siguientes situaciones,

indiquen a qué etapa de la respiración

celular afectarían. Justifiquen.

a. No se oxidan el NADH y el FADH2.

b. Se impide la llegada de oxígeno a

la célula.

c. Se bloquea la cadena de

transporte de electrones.

d. Se inhibe la formación de acetil-CoA.

2. Relacionen la ventilación

pulmonar con la respiración celular.

3. Realicen un esquema conceptual

para sistematizar la secuencia de

procesos que ocurren durante la

respiración celular aeróbica.

aACTIVIDADES

La cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa son los procesos en los cuales la

energía de todos los electrones provenientes de los NADH y FADH2 es liberada y empleada

para sintetizar ATP.

La cadena respiratoria consiste en el transporte de los electrones provenientes del

NADH y del FADH2 hasta un aceptor final. Los electrones son cedidos a las moléculas

transportadoras de electrones, que se encuentran enclavadas en secuencia en las mem-

branas mitocondriales internas. Los electrones pasan sucesivamente de un transportador

al siguiente. El último transportador cede los electrones al aceptor final: el oxígeno que

proviene del medio y difunde hasta la matriz mitocondrial. Cuando el oxígeno acepta los

electrones, acepta simultáneamente protones que se hallan libres en la matriz y se forma

agua como producto final de la cadena respiratoria.

El resultado de todo el transporte de electrones a través de la cadena respiratoria es

la síntesis de ATP y se denomina fosforilación oxidativa. Este complejo proceso no ocurre

sin el aporte de oxígeno. La importancia de esta sustancia para nuestro organismo radica

en que sin oxígeno es imposible la obtención de energía, es decir, la síntesis de ATP.

Por cada NADH originado durante la

respiración celular se producen 3 ATP, y

por cada FADH2 formado, 2 ATP. Los H+ y

e- que llevan cada uno de estos aceptores

se unen a media molécula de oxígeno (un

átomo) y se forma una molécula de agua.

P

NADH + 1/2 O2

3ATP + H2O + NAD+

FADH2 + 1/2 O2

2ATP + H2O + FAD

una molécula de glucosa

(6 carbonos) dos moléculas de piruvato


dos moléculas de lactato


2NAD+ 2NADH

2ADP + P 2ATP

2NAD+ 2NADH

Citoplasma

Membrana externa

Membrana interna

Matrizmitocondrial

H+ H+ H+

H+ H+ H+NADH NADH

ADP + P ATPH+

O2 H2O

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000



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Vías anabólicas: la síntesis de proteínasLa estructura y las actividades celulares dependen de dos tipos de macromoléculas: el

ADN y las proteínas.

Las proteínas se sintetizan a partir de la información contenida en el ADN. Podría

decirse que la información genética del ADN es como un “libro de recetas” en la que cada

una detalla los ingredientes y sus cantidades (número, tipo y orden de aminoácidos) para

preparar una “comida” (cada una de las proteínas que se sintetizan en la célula).

El ADN contiene un “lenguaje” propio llamado código genético. En este “idioma”,

tres bases de ADN (un triplete) conformarían una “palabra” o codón (unidad del código

genético). Cada codón es una clave para designar uno de los 20 aminoácidos diferentes.

Dado que el ADN posee cuatro tipos de bases, la cantidad de tripletes posibles y diferen-

tes entre sí resultan 43, es decir, 64 codones.

Del total de tripletes, 61 codifican aminoácidos. Cada aminoácido puede estar codi-

ficado por más de un codón. A esos tripletes se los denomina codones sinónimos. Los 3

tripletes que no codifican aminoácidos se llaman codones stop porque funcionan como

punto final en la construcción de una proteína.

Si bien el ADN contiene la información genética, no controla la síntesis de proteínas

en forma directa. Este proceso ocurre a través de una molécula intermediaria: el ácido

ribonucleico o ARN.

En la síntesis de proteínas participan tres tipos de ARN:

❚ el ARN mensajero (ARNm);

❚ el ARN de transferencia (ARNt); y❚ el ARN ribosomal (ARNr)Los ARN se sintetizan en el núcleo, tomando el ADN como molde. Este proceso se

denomina transcripción.

Síntesis de otras macromoléculasLos retículos endoplasmáticos liso y granular intervienen en la síntesis de macromoléculas.El REG está especializado en la síntesis de proteínas. En el REL, en cambio, se sintetizan lípidos, como los fosfolípidos y el colesterol.

aACTIVIDADES 1. Identifiquen a qué aminoácidos

corresponden la siguiente secuencia de codones:CUU-CUA-CUG-CAA-GGU-AGU-AGU-AAA-UCU-CUG-CUG-CUA-GUC-UAA2. Modelicen con bolitas de plastilina, botones o clips la porción de proteína identificada.3. ¿Qué representa cada uno de los objetos que usaron en la modelización de la porción de proteína: una molécula, un átomo o una unidad del polímero?4. Dada la siguiente secuencia de aminoácidos, escriban al menos dos ARNm que los codifiquen:

metionina – metionina – triptófano

– triptófano -- serina

❚ La síntesis de una molécula de proteína puede durar entre 1 y 2 minutos.❚ En el ser humano se han identificado alrededor de 35 000 genes. ❚ 1 cm3 de ADN contiene más información que 1000 millones de discos compactos.❚ En el núcleo de cada célula humana hay

aproximadamente 2 metros de ADN.❚ Trabajando 8 horas por día y tipeando 60 palabras por minuto, una persona tardaría 50 años en escribir todo el genoma humano.

CON

-CIE

NCI

A EN

LOS

DAT

OS

Si quieren recordar la estructura y

las características del ADN y de las

proteínas, relean el Capítulo 1.

U C A G

U

C

A

G

UUU

UUC

UUA

UUG

CUU

CUC

CUA

CUG

AUU

AUC

AUA

AUG

GUU

GUC

GUA

GUG

fenilalanina

leucina

leucina

isoleucina

metionina

valina

UCU

UCC

UCA

UCG

CCU

CCC

CCA

CCG

ACU

ACC

ACA

ACG

GCU

GCC

GCA

GCG

serina

prolina

treonina

alanina

UAU

UAC

UAA

UAG

CAU

CAC

CAA

CAG

AAU

AAC

AAA

AAG

GAU

GAC

GGA

GGG

tirosina

codón stop

histidina

glutamina

asparagina

lisina

ácido

aspártico

ácido

glutámico

UGU

UGC

UGA

UGG

CGU

CGC

CGA

CGG

AGU

AGC

AGA

AGG

GGU

GGC

GGA

GGG

cisteína

codón stop

triptófano

arginina

serina

arginina

glicina

U

C

A

G

U

C

A

G

U

C

A

G

U

C

A

G

A

M: 10730 C1: 10000 C2: 10000 C3: 10000 C4: 10000 M: 10730 C1



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67

51

2

15227

18152

11

9

9

10

La síntesis de una proteína se inicia cuando un ARNm se une a dos subunidades ribo-

sómicas. Éstas constituyen así un ribosoma completo y funcional.

En el ribosoma existen dos sitios para los ARNt. Éstos, unidos a sus respec-

tivos aminoácidos, ingresan a dichos sitios. La condición para su ingreso

es que exhiban los anticodones complementarios a los codones del

ARNm. Entonces, se une el codón con el anticodón y los ARNt ali-

nean los aminoácidos que transportan en el orden que indica el

ARNm (que es el mismo del ADN).

Cuando los dos primeros aminoácidos se unen, se separa el

primer ARNt y deja un sitio vacante en el ribosoma. Éste se des-

plaza la distancia equivalente a un codón sobre el ARNm y enton-

ces ingresa el tercer ARNt, que lleva el aminoácido específico que se

agregará a la nueva cadena proteica. Esta secuencia de acontecimien-

tos se repite tantas veces como codones contenga el ARNm.

La síntesis de ARN comienza con la separación de las cadenas de ADN en el tramo que

será transcripto. Una enzima construye la cadena de ARN, acoplando los nucleótidos com-

plementarios a los expuestos en la hebra del ADN que sirve de molde. Una vez concluida

la transcripción, el ARN resultante se separa del molde y las dos cadenas de ADN vuelven

a aparearse.

La síntesis proteica es uno de los procesos anabólicos más complejos que realiza la

célula y, como tal, es muy endergónico. Se calcula que por cada aminoácido incorporado a

la proteína en síntesis, se usan 3 ATP. A este costo se le debe agregar el que corresponde

al proceso de la transcripción.

Los distintos tipos de ARN salen del núcleo, atravesando los poros de la envoltura

nuclear, hacia el citoplasma, donde se realiza la síntesis proteica.

Dada la forma en que se transcribe la información, un triplete de bases del ARNm

equivale a un codón. El ARNm lleva así la “receta” para armar parte de la proteína en el

citoplasma.

El ARNt transporta los aminoácidos que se usarán en la síntesis de la proteína.

En una célula hay tantos ARNt como aminoácidos serán utilizados en este proceso. Cada

uno tiene dos extremos: uno de ellos reconoce y se une específicamente a determinado tipo

de aminoácido; el otro tiene una secuencia de tres bases denominada anticodón.

El tercer tipo de ARN, el ARNr, forma parte de los ribosomas. Dichas estructuras están

constituidas por dos partes: la subunidad ribosomal mayor y la subunidad ribosomal menor. Ambas se organizan separadamente en el nucléolo y abandonan el núcleo en for-

ma independiente.

ADNtraducción

ARNm

proteína

ribosoma1

aminoácido

ARNt

ARNm

15

51

U G AA C U

U G AA C U

C U A

G A U

U G AA C U

C U AG A U

U G A

A C U

C U AG A U

C C C

G G G

A C C U U G G A CA A C C U G

Modelo simplificado de ARNt.

sitio aceptor del aminoácido

anticodónG A U

Modelo simplificado de síntesis proteica.

transcripción

T A U G

A

G

T

C

AAUU

G

A

C

A C C

GTG

G

C

A

G

T

TC

Modelo simplificado de transcripción

del ARNm.

T

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Transformación de macromoléculasCuando en la célula ingresan macromoléculas, éstas pueden ser transformadas en el

sistema de endomembranas. Este complejo está conformado por el aparato de Golgi, el retículo endoplasmático liso (REL), el retículo endoplasmático granular (REG), los

lisosomas y las vesículas.Además de la síntesis y circulación intracelular de macromoléculas, alguna de las

cuales son secretadas hacia el medio extracelular, el sistema de endomembranas intervi-

ene en la digestión intracelular.

En la digestión intracelular participan los lisosomas, vesícu-

las que encierran enzimas hidrolíticas o hidrolasas, que pueden

digerir gran variedad de macromoléculas.

Los lisosomas que aún no han participado en procesos digestivos se denominan lisoso-mas primarios.

Cuando las células incorporan macromoléculas por medio del transporte en masa, se

originan vesículas que se fusionan con los lisosomas primarios. El resultado de esta fusión

es un lisosoma secundario. Los lisosomas secundarios contienen macromoléculas que

provienen del exterior de la célula, junto con enzimas hidrolíticas. En el interior de estas

organelas se produce la digestión intracelular: las macromoléculas son hidrolizadas o

digeridas hasta transformarlas en moléculas simples. Estas moléculas pueden dejar el liso-

soma atravesando sus membranas hacia el citoplasma. Este pasaje recibe el nombre de

absorción y de esta forma ingresan, por ejemplo, aminoácidos y monosacáridos. Éstos se

suman a los materiales que pueden ser obtenidos directamente del medio y pueden ser

utilizados en vías catabólicas o anabólicas.

DIGESTIÓN

INTRACELULAR

Así como la célula degrada los materiales que ingresan en ella, también puede proce-

sar sus propios organoides citoplasmáticos.

Con cierta frecuencia, las células envuelven algunos de sus organoides en membranas

del retículo endoplasmático y se forman los autofagosomas. Éstos se fusionan con lisoso-

mas primarios y allí se produce la digestión de su contenido.

Se denomina autofagia la digestión de materiales propios de la célula. En cambio, con

el término heterofagia se designa la digestión de sustancias provenientes del exterior.

autofagia

absorción

lisosoma secundario

endocitosis

fagocitosis

aACTIVIDADES I. ¿Cómo averiguar la acción de

la catalasa sobre el peróxido de hidrógeno?Para responder esta pregunta necesitan un trozo pequeño de hígado de vaca, un puñado de sal fina, un cuchillo y una cuchara, un frasco de agua oxigenada, mechero, tubos de ensayo, gradilla, mortero, arena y un broche de madera.1. Corten el hígado en dos dados de aproximadamente 2 cm de lado.2. Coloquen uno de los trozos en un tubo con agua y sometan a ebullición hasta que esté cocido.3. Trituren uno de los trozos de hígado con un poco de arena en el mortero. Luego procedan de la misma manera con el otro trozo, enjuagando los utensilios entre una operación y otra.4. Coloquen el hígado crudo y el cocido, ambos triturados, en sendos tubos de ensayo. Identifíquenlos.5. Coloquen una punta de cuchara de sal fina en otro tubo de ensayo.6. Agreguen a cada tubo 2 ml de agua oxigenada.7. Observen y comparen los resultados.8. Relean la información de la página siguiente para interpretar los resultados obtenidos.9. Formulen una conclusión.

Aparato de Golgi

Retículo endoplasmático rugoso

Retículo endoplasmático liso

macromotransp

en ma

exocitosis

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69

La absorción de los productos de la digestión, ya sea por autofagia o por heterofagia,

permite que variados materiales puedan se utilizados por la célula en otros procesos meta-

bólicos.

Después de la absorción, dentro de los lisosomas secundarios solo quedan desechos

no digeribles. Cuando el lisosoma contiene únicamente desechos, se llama cuerpo resi-dual. En ciertas ocasiones los cuerpos residuales se fusionan a la membrana plasmática;

entonces los residuos que contienen se excretan por exocitosis.Otras veces, los cuerpos residuales son mantenidos dentro de la célula hasta su muer-

te. Los científicos han observado que cuanto más larga es la vida celular, mayor es el

número de estos cuerpos que se acumulan en el citoplasma.

Como se explicó en el capítulo anterior, los peroxisomas son organelas de membrana

simple, dentro de los cuales se forman productos tóxicos para la célula, resultantes de

las reacciones químicas que ocurren en ella. El peróxido de hidrógeno (H2O2), sustancia

habitualmente llamada agua oxigenada, es uno de estos compuestos tóxicos que la célula

degrada por la acción de la enzima catalasa, antes de que se vuelva nocivo para el orga-

nismo. La catalasa degrada el peróxido de hidrógeno según la siguiente reacción:

El oxígeno se desprende produciendo burbujeo

peróxido de hidrógeno

2 H2O + O2oxígenoagua

2 H2O2

aACTIVIDADES1. Modelicen con botones, bolitas

de plastilina o clips la reacción que produce la catalasa en presencia de peróxido de hidrógeno.2. ¿Cuántas moléculas de oxígeno se producen cuando reaccionan 100 moléculas de peróxido de hidrógeno?3. ¿Cuántas moléculas de agua se producen cuando reaccionan 75 moléculas de peróxido de hidrógeno?4. Observen atentamente los modelos de célula de las páginas 58, 67, 68 y 69, y escriban un texto que relacione los procesos representados en los mismos.5. Copien la trama conceptual de la página 45 y agréguenle los conectores adecuados para relacionar los conceptos.

Modelo

simplificado para

comprender,

destacar y

resumir la

variedad de

componentes

que interactúan

durante el

metabolismo

celular.

moléculas sencillas

DIFUSIÓN

condensaciónhidrólisis

macromoléculas transporte

en masa

DIGESTIÓN

Lisosoma

VÍAS ANABÓLICAS

VÍAS CATABÓLICAS

ADN

ARNm

EXOCITOSIS

Retículo endoplasmático

CIRCULACIÓN

Aparato de Golgi

Mitocondria

H2O CO2 O2

RibosomaNúcleo

Vesícula digestiva

EXOCITOSIS

TRANSPORTE ACTIVO

Proteína

moléculas complejas

desechos

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HABLAR Y ESCRIBIR EN CIENCIAS42 || CLARIN || VIVA || 5 DE JUNIO DE 2005

Estudio del interior del tubo digestivoEn general, para el diagnóstico de mu-

chas enfermedades del sistema diges-tivo se utiliza la endoscopía. El endos-

copio es un tubo fl exible conectado mediante cables a una computadora. Consta de una cámara montada en su extremo, con la que se puede fi lmar el interior del tracto digestivo y el paso de pequeños instrumentos para to-mar muestras de tejido. Así por ejemplo, en la gastroscopía se introduce el endoscopio por la boca hasta llegar al estómago para realizar su estudio. Hay muchos tipos de endoscopios y reciben su nombre de acuerdo con el área u órganos que exploran. También, pueden ser utilizados para el estudio de las articulaciones y los órganos de otros sistemas.Desde la década de 1960 se especula en las películas de ciencia fi cción con viajes fantásti-cos por el interior del organismo. En la actua-lidad, la fantasía de máquinas viajando por el interior del cuerpo humano ha sido posible gracias al avance tecnológico.Desde el año 2000 se ha desarrollado una

técnica no invasiva denominada endoscopía capsular.La miniaturización de estructuras electróni-cas ha permitido la fabricación de un endos-copio inalámbrico (sin cables) del tamaño de una pastilla. Esta mini-cámara, después de ser ingerida, fi lma el tracto gastrointestinal y envía información a un dispositivo adosado al paciente. Luego, la información recolectada en el dispositivo es procesada a través de un software en una computadora. Este método permite, sobre todo, el estudio del intestino delgado, de difícil acceso. Con el endosco-pio inalámbrico pueden diagnosticarse, por ejemplo, posibles tumores, úlceras u obstruc-ciones intestinales en forma más precisa y con menos complicaciones que con la endoscopía tradicional.Además, si se sospecha una obstrucción in-testinal, se utiliza un tipo similar de cápsula endoscópica compuesta por material biode-gradable, que se disuelve en 48 a 80 horas y es reabsorbido por el organismo.

28 || CLARIN || SOCIEDAD || 1 DE AGOSTO DE 2005

Ingeniería de tejidos aplicada al esófagoLa ingeniería de tejidos conforma un

campo de investigación en el cual se manipulan células, tejidos y órganos

para reemplazar o dar sostén a órganos da-ñados o enfermos.El esófago es un órgano difícil de reempla-zar. Actualmente se lo sustituye fabricán-dolo a partir de una porción de estómago.El científi co argentino Alejandro Niepo-nice investiga sobre la regeneración de los tejidos del esófago en la Universidad de Pittsburg. Esta técnica serviría para la re-paración de este órgano en pacientes con cáncer o traumatismos en el esófago debido

a excesos de acidez. Fue probada en 2004 en 12 perros que perdieron o tenían daña-dos algunos centímetros de este conducto. Los científi cos les colocaron una malla o red con forma de tubo construida con parte de la submucosa de la vejiga de cerdos. Al mes del implante, la regeneración del esó-fago era total.En la ingeniería de tejidos, la recuperación de huesos, piel y cartílago está muy avanza-da. Hoy en día, además de la recuperación del esófago, se estudia la posibilidad de re-generar vasos sanguíneos, intestino, vejiga, estómago, páncreas e hígado.

aACTIVIDADES 1. Después de la lectura del

artículo I:a. busquen las descripciones, escríbanlas y analícenlas segun las orientaciones de las páginas 42 y 43;b. realicen una lista de las endoscopías que aparecen en las páginas de este capítulo; yc. escriban una síntesis de las propiedades de los tipos de endoscopios descriptos en el artículo.

2. Después de la lectura del artículo II:a. busquen las descripciones, escríbanlas y analícenlas segun las orientaciones de las páginas 42 y 43;b. comparen los objetivos de las investigaciones realizadas en perros que se propusieron Pavlov y Nieponice.

3. Después de la lectura del artículo III:a. busquen las definiciones, escríbanlas y analícenlas segun las orientaciones de las páginas 42 y 43.b. elaboren un cuadro de doble entrada para sistematizar la información del artículo; yc. realicen una encuesta para investigar el tipo de alimento que las personas ingieren habitualmente. Para ello:❚ elaboren el cuestionario;❚ lleven los datos a clase y compárenlos con los resultados de los demás grupos;❚ formulen conclusiones;❚ si de la investigación se concluye que no es frecuente la ingesta de los alimentos que sugiere el artículo, piensen y realicen acciones de difusión de las ventajas de su consumo.

artículo I

artículo II

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71

a

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4 -. o e l -

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42 || CLARIN || SALUD || 3 DE DICIEMBRE DE 2004

NUTRICIÓN – ALIMENTOS FUNCIONALES

Cuidados a la cartaLos especialistas consideran una nueva opción terapéutica a los alimentos que tienen componentes benéfi cos para la salud.

“Que tu alimento sea tu medici-na”, predicaba Hipócrates en la Grecia clásica. Pasaron 2500 años

y la ciencia y la industria alimentaria siguen caminando en esa dirección. “El desarrollo de los alimentos funcionales continuará en aumento en el siglo XXI debido a la creciente demanda de los consumidores, el envejecimiento de la población, el encarecimiento del cuida-do de la salud y la evidencia científi ca de que la dieta cumple un rol en la promo-ción de la salud y la prevención de en-fermedades”, explica la licenciada Carina Peretti, nutricionista del Instituto Car-diovascular de Buenos Aires. ¿Qué son los alimentos funcionales? Son aquellos que por sus componentes proveen bene-fi cios para la salud más allá de la nutri-ción básica, según la defi nición de The International Life Sciences Institute of North America. Así, hoy es corriente escuchar hablar de ácidos grasos esenciales, fi bras y carotenoides, componentes de algunos alimentos que han demostrado su capa-cidad de prevenir y participar en el trata-miento de muchas enfermedades, entre ellas cáncer, ateroesclerosis, problemas cardiovasculares y osteoporosis. El gru-po abarca tanto a los alimentos en esta-do natural (llamados alimentos fuente) como a los enriquecidos con nutrientes de otros productos.

Los grandes gruposSi bien la cantidad de sustancias identifi -cadas son muchas y cada una aporta bene-fi cios específi cos, María Elena Torresani, docente de Dietoterapia del Adulto de la carrera de Nutrición de la UBA, sinteti-za en tres grandes grupos a los alimentos funcionales: Pro y Prebióticos, que se en-cuentran especialmente en los lácteos; el Omega 3, un ácido graso que el organis-mo no produce y es esencial para su pro-

tección; y los fi toquímicos, provenientes de verduras y frutas. “Todos ellos tienen un efecto benéfi co en la salud cuando se consumen como parte de una dieta varia-da y en niveles efectivos”, aclara Peretti.

Pre y probióticosLos lácteos enriquecidos con lactobacilos (probióticos) equilibran la fl ora intes-tinal, mejoran el estado inmunológico y reducen el riesgo de contraer cáncer de colon. ¿Cómo reconocerlos en el su-permercado? En la etiqueta de la leche fermentada debe leerse: “con Lactobacilos casei, defensis y shirota”, y se presenta en envases de 100 cm3, que equivalen a la dosis diaria recomendada. Estos probió-ticos se encuentran también en yogu-res “probio”, “GG” y “biopuritas”. Por otra parte, los prebióticos son fi bras que trabajan para que el organismo absorba mejor los minerales, estimulan el siste-ma inmunológico, reducen los niveles de colesterol y triglicéridos y el riesgo de cáncer de colon. En los comercios se los consigue como leche con inulina o con Prebio/FOS. También hay yogures, que-sos, helados y harinas enriquecidas.

Ácidos grasos Omega 3Son grasas poliinsaturadas que disminu-yen el riesgo de arritmias y trombosis, previniendo accidentes cardio y cere-brovasculares. Disminuyen también el LDL (colesterol malo) y los triglicéridos, y aumentan el HDL (colesterol bueno). Algunas de sus variedades pueden redu-cir la posibilidad de contraer cáncer de mama. Los nutricionistas recomiendan 2 a 3 porciones semanales de pescados de mar (caballa, arenque, salmón y atún, en orden decreciente de aporte de Omega 3), aceites vegetales (soja, oliva y girasol Alto Oleico), y también leche y huevos enriquecidos con Omega 3.

FitoquímicosSon de origen vegetal y se agrupan según las funciones de protección para el orga-nismo. Estas clases, a su vez, se relacionan con el color predominante en cada una. Por ejemplo, los carotenoides son pig-mentos presentes en vegetales y frutas que van desde el amarillo al rojo y que el organismo transforma en vitamina A (re-tinol). “Muchas investigaciones han atri-buido un efecto protector a los carotenos contra las enfermedades degenerativas. El betacaroteno es el más importante en la prevención de enfermedades crónicas”, comenta Torresani. Para incorporarlos a la dieta diaria, la profesional sugiere con-sumir espinaca, hinojo, zanahoria, batata, duraznos disecados, remolacha, ají colora-do, melón, zapallo, damasco, acelga, to-mate crudo, apio, brócoli, puerro, lechuga y pomelo rosado. Torresani pone énfasis en el licopeno, presente en el tomate y sus derivados (jugo, salsas, etc.). “En los últi-mos años se revelaron diferentes hallazgos acerca del licopeno frente al cáncer y en-fermedades cardiovasculares”.Otros componentes activos de los vege-tales son las fi bras que benefi cian al apa-rato digestivo y al sistema cardiovascular y disminuyen la posibilidad de cáncer de colon. Por eso no deben faltar los cerea-les integrales, el salvado de trigo y, es-pecialmente, la avena integral. La soja aporta proteínas que reducen los riesgos cardíacos y sus fi toestrógenos alivian los síntomas de la menopausia.

Laura Vilariño

Paleta de colores. La variedad cromática en los

vegetales asegura variedad de nutrientes.

I

artículo III

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TRANSFORMACIÓN DE LOS NUTRIENTES -...

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